Современный защитный кабельный покров

Дошлов О.И¹., Китонов Г.А²., Белоусова Е.В³., Спиридонов Е.В⁴., Бертникова А.И⁵.

¹Профессор, член корр. РАЕН, кафедры Химической Технологии Иркутского государственного технического университета.

²Студент кафедры Химической Технологии Иркутского государственного технического университета.

³Студент кафедры Химической Технологии Иркутского государственного технического университета.

⁴Студент кафедры Химической Технологии Иркутского государственного технического университета.

⁵Студент кафедры Химической Технологии Иркутского государственного технического университета.

Защитные покровы силовых кабелей, содержащие подушку, броню и наружный покров, предназначены для механической защиты кабелей и исключения возможности коррозии металлических оболочек и брони. Основная часть кабелей с защитными покровами в России выпускается в настоящее время и будет выпускаться в ближайшие 10 лет [1] - это кабели с бумажно-пропитанной изоляцией (БПИ). Бронированные кабели с пластмассовой и резиновой изоляцией не содержат подушек под броню.

Изоляция кабелей, в том числе и бумажно-пропитанная, сохраняет свои электрические и термомеханические параметры и после 25 лет нахождения в земле [2]. Противокоррозионные слои, обеспечивающие продольную и поперечную герметизацию поверхности кабеля, в качестве основного компонента содержат битум. Проблемы с прокладкой и эксплуатацией кабелей с битуминизированными покровами связаны с тем, что битум имеет низкую морозостойкость и адгезию к металлу и подвержен процессам окислительного старения. Поэтому противокоррозионные слои не обеспечивают необходимую степень герметизации металла, что приводит к его коррозии и разрушению покрова. Эксплуатационные показатели подобных кабелей в части совершенствования защитных покровов должны быть улучшены [1].

Альтернативой окисленному битуму может стать модифицированный битум - полимерно-битумный материал (вяжущее) - ПБВ. Данному продукту в составе противокоррозионных слоев, как будет показано далее, можно придать повышенные показатели деформируемости при минусовых температурах и существенно улучшенные адгезионные свойства, что продлит срок безаварийной работы и обеспечит возможность прокладки и монтажа кабелей в холодное время года.

Усовершенствование защитных покровов кабелей в настоящее время осуществляют по двум направлениям.

1. Традиционное направление.

В качестве герметизирующих оболочку и броню материалов используют строительные битумы, наносимые на кабель поливом. В качестве демпфирующих связующих слоев используют различные кабельные пряжи, волокна. При этом стремятся получить хорошее качество пропитки пряжи, сплошное, однородное по толщине покрытие. Основной недостаток таких покровов - запрет на прокладку кабелей при минусовых температурах - сохраняется.

2. Улучшение качества связующих слоев.

Основным герметиком остается строительный битум. В качестве «сорбирующей» битум основы используются тканные материалы, например лента ЛКПТ [3], или предварительно битуминированные материалы [4, 5]. «Низкотемпературные» проблемы ослабляются незначительно.

Принципиальным решением вопроса является подбор и использование такого состава, который сохранял бы работоспособность при отрицательных температурах и наносился на элементы конструкции кабеля без изменения существующей технологии - поливом. Такой подход может быть выделен в самостоятельное направление модификации и назван использованием полимерно-битумных композиций.

Вопросами модификации битума занимаются достаточно давно. Основное количество работ было выполнено в рамках создания кровельных, покровных материалов на битумной основе. В результате был разработан новый класс материалов - битумсодержащие материалы.

Простейшей операцией модификации битума было введение в битумную кровельную массу антисептика [6]. Авторы работы [7], наряду с битумом, использовали эпоксидно-диановую смолу, растворитель, отвердитель и флотореагент. Рабочий температурный интервал битума в изделиях характеризуется [8] интервалом его пластичного состояния - разницей между температурами размягчения и хрупкости. Увеличения этого интервала можно достичь введением в битум синтетических полимеров. Битумсодержащий материал по рецепту, изложенному в работе [9], включает в себя волокнистую основу, пластифицирующее масло, минеральный наполнитель и полимерную добавку, в качестве которой использовался и полиэтилен. Направление работ, когда в битумсодержащий материал включают полимерную добавку, привело к созданию ПБВ со значительно улучшенными эксплуатационными свойствами, в частности, улучшилась адгезия; диапазон рабочих температур расширился в сторону отрицательных. Полиэтилен в ПБВ заменялся более доступным, дешевым материалом, например гидролизным лигнином [10]. В качестве полимерной добавки использовался и тиокол со сшивающим отвердителем и пластификатором [11].

Литература:

1. Пешков И.Б., Уваров Е.И. 125 лет кабельной промышленности. Этапы пути, становление, современное состояние // Кабели и провода. 2004. № 5. С. 3-8.

2. Боксимер Э.А., Рязанов В.И., Курганская С.Г. Старение кабелей при прокладке в грунте. Итоги 25 лет испытаний надежности кабелей на ОАО «Завод «Сарансккабель» // Кабели и провода. 2005. № 2. С. 18.

3. ТУ 3491-001-50289046-2002. Лента кабельная пропитанная тканевая.

4. ТУ 16-91И26.0052.006. Лента битуминированная.

5. Макиенко ГЛ., Пешков И.Б., Сусоров И.А., Барсуков В.К. Битумсодержащий материал для защиты кабелей // Патент РФ № 2131445. Опубл. 10.06.1999.

6. Поваляев М.И., Михайлова О.К., Степаненко М.С. Способ изготовления битумного кровельного материала на картонной основе // Авторское свидетельство СССР № 184698. Опубл. 21.07.1966. Бюлл. № 15.

7. Готлиб Е.М., Воскресенская О.М., Лиакумович А.Г. и др. Состав для покрытия // Заявка на изобретение К11 94013088. Опубл. 20.12.1995.

8. Дошлов О.И., Елшин А.И., Козиенко А.И. Модифицированные нефтяные битумы для дорожного строительства. Иркутск: Издательство ИрГТУ, 2001. С. 100.

9. Пак З.П., Кузьминов В.М., Вишневецкий И.Я. и др. Битумсодержащий материал // Патент РФ № 2075565. Опубл. 20.03.1997.

10. Дошлов О.И., Белинский Г.А., Гуцалюк Б.Н. и др. Асфальтобетонная смесь//Патент РФ №2192399. Опубл. 10.11.2002.

11. Хакимуллин Ю.Н., Хозин В.Г., Мурафа А.В. и др. Битумполимерная композиция // Патент РФ № 2179986. Опубл. 27.02.2002.